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市政工程管廊和管网施工技术要点分析

2021-04-10陆文斌

工程技术研究 2021年14期
关键词:管廊管网管道

陆文斌

中国雄安集团基础建设有限公司,河北 保定 071700

电力、给排水、燃气等管线交错复杂,各类管道和管网数量和功能众多,使地下施工环境较为复杂,且管廊和管网施工时对周边环境和道路交通也会有一定的影响,因此必须采取合理的设计和施工方式对地下空间进行统一规划和开发,对城市地下空间进行集约化的利用,并改进施工方式,降低对城市原本状态的破坏性。在开展市政管廊和管网工程时,需严格按照各自的施工技术流程,掌握对应的施工技术要点规范完成各项施工内容,并要考虑二者之间的联系,掌握综合管廊施工技术要点,以最大化利用地下空间。

1 市政工程管廊和管网施工技术

1.1 明挖现浇施工技术

明挖现浇施工由于技术操作方便,可以进行大规模作业,建设时间相对较短,成本也相对较低,在当前很多市政管廊施工中得以广泛应用。该技术施工时从地表开始,逐层开挖,边开挖边采用锚固、钢筋网片等方式支护,考虑到地下水位的影响需通过设置排水沟渠等方式进行降水处理,待开挖完成后铺设防水材料,再按照混凝土施工流程从底板、侧墙到顶板依次进行钢筋模板施工,待质量验收合格后,配制混凝土砂浆现场浇筑、养护,待强度达到设计要求后拆模,进行相关支架与管道的建设。

1.2 明挖预制拼装技术

明挖预制拼装技术在国外特别受欢迎,也是当前我国非常提倡的一种先进的施工技术。通过预制的方式减少了现场作业量,降低了劳动密集程度,同时可以有效压缩施工时间,施工质量的可控性强,施工效率也较高。但是,该施工技术需要大规模的预制厂和大吨位的运输及起吊设备作支撑,因此施工成本相对较高,施工技术水平要求也非常高,同时必须控制构件生产加工精度和现场安装拼接质量,特别是构件的连接处要考虑防渗性和强度要求。此外,还要考虑预制场的选址,以便于构件运输,与现场环节建立良好的联系,降低成本。

1.3 盾构法

以盾构法为代表的施工技术展现了机械自动化的优势。盾构机作为机械信息化等技术下的产物,显著提高了施工速度,刀盘开挖速度快,对于难以开挖的岩土层也较为适用,且盾构外壳和管片可支撑四周围岩,使其安全性较高。此外,由于盾构法的开挖、支护、运土等过程全部可以自动化作业,所需施工人员数量少,且不受气候条件影响,也不影响地面交通、设施及周围居民和环境,环保效果明显,但是其机械设备成本高,机械化施工变通性较差,后期需要进行注浆和长期的沉降监测。

1.4 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法主要用于土层开挖较浅的管廊工程,以及明挖法和盾构法不适用的工程项目,特别是软弱地质、存在地下水的地区。浅埋暗挖法具有占地面积小、造成的影响小等特点,因此经常被用于城市中心或是旧城区改造工程中,可最大限度地降低对周边居民的干扰。此外,在使用浅埋暗挖法时,必须进行预加固和预支护工作,以防开挖时塌方,降低地层因素如地下水等造成的安全风险。

1.5 顶管法

顶管法目前常用于市政工程中,可将其作为市政管网施工的代表性技术进行研究。顶管法的施工方式主要是利用掘进机、千斤顶、导轨等设备,构建工作坑,接受井施工作业面,只需进行少量的开挖工作,在足够的推力作用下,沿着设计管线即可将工具管从工作井内穿过土层推到接收井内,然后进行后续安装、纠正、对接等工序,破坏性和不利影响更低。利用该方法能够穿越交通道路、水源地带、既有地面、地下建筑及设施等障碍物,具有较高的经济性、适用性和实用性,尤其在软土或富水软土层的施工效率更高,对于大中型管径和长距离管线工程也非常适用。

2 市政工程管廊和管网施工技术要点

2.1 管廊主体结构施工

(1)施工准备。①测量放线。在掌握工程资料和设计图纸的情况下,找出准确的控制点,计算各控制点的坐标及施工标高,借助经纬仪、全站仪等高精度的测量工具完成测量放线工作,用白石灰撒出开挖边线,做开挖标记,打控制桩,为后续施工作业提供依据。②基坑开挖。为了保护既有的地下管线和设施,开挖前需明确其具体位置,注意避开,并做好必要的保护工作,若无法避免需商议改线;根据地质条件设计好开挖坡度,若开挖深度大于3m,还要每3m设置1m宽平台,并提前做好基坑放水排水工作,设置排水坡及截水沟;通道基础采用机械开挖,接近设计标高的10~20cm处改为人工操作,以确保坑底平整,深度达到设计要求;开挖过程中要做好边坡防护,喷射水泥砂浆形成护面,提高边坡的稳定性,若开挖时遇到地下水,应及时采取降水措施,避免坑底积水或被浸泡。

(2)混凝土施工。①钢筋安装。在加工厂按图统一加工制作,批量生产,运至现场分类堆码存放,并做好标识,根据放出的底层钢筋位置开始钢筋工程,绑扎固定牢固,验收合格后,按照主体结构现浇混凝土的工艺标准安装顶板和侧板,对内模板进行加固处理,使清水模板、方木与内侧模板构成一个坚固的模板结构,确保模板安装精度合格,紧固和漏浆处理到位后方可浇筑混凝土。②混凝土分层浇筑。从混凝土最底层开始一层层连续进行,保证振捣操作可以全面覆盖,控制好插入式振动器振捣布设位置和移动方式、距离,避免漏振或过振。浇筑完成后,根据天气条件和混凝土特性进行养护,做好养护监测和记录。

2.2 管网施工

(1)沟槽开挖。①了解当下需建设的管网设计情况,掌握工程实况,并结合地面、地下情况调查资料、沟槽开挖尺寸、深度等参数要求制定合理的施工方案,明确具体的开挖方式、支护方式,以确保开挖安全顺利进行,预防塌方等安全事故发生。一般可采用人工配合机械的方法进行开挖,先机械开挖至接近设计深度的200~300mm处,为了避免超挖、欠挖等问题出现,也为了避免槽底原状地基被扰动,改用人工挖掘,可以保证深度精确达标。②开挖过程中要始终维护现场及人员的安全,人工开挖时不得位于已完成的沟槽边缘,另外要加强土体监测,做好排水、支护及其他安全措施,特别是遇到雨天时,要及时排水,避免沟槽遭水浸泡,防止沟槽两侧土体位移,若无法避免积水,则要在雨停后,继续排水,并用天然级配沙砾石或石灰土回填。③开挖完成后,若地基承载能力较差,需采取垫层、换填等方式进行地基加固处理,再组织相关人员检验沟槽开挖质量、地基的承载能力。

(2)管道地基施工。若采用砂石基础,待验槽完毕,槽底清理干净,地下水时降水措施设置,砂、砂石等材料质检、交接、进场后,按线路由一端向另一端分段均匀铺设,并以细纱填补表面空隙,洒水保湿并夯实,若分层施工,则下层铺设并夯实平整后再继续上层,直到达到设计标高,且整体平整、密实,验收合格。但目前地基施工多为现浇法,更符合当下的市政管网施工标准要求。采用立模的方式搭建模板,插入式方式振捣,控制好振捣时间和振捣棒插入位置,全面均匀振捣,待表面无气泡开始泛浆后停止,进行抹平处理,做好养护。

(3)管道安装。地下管道主要用于通风、排水、供水、采暖等。①施工时要考虑其布局的协调性,根据安装、检修、运转的要求合理规划位置,可以借助BIM技术进行碰撞检测,以优化设计,并可借助施工模拟协助施工管理,结合廊道的类型、数量、布局情况优化施工方案,做好施工组织设计。②确认管道安装作业面检查合格、安装施工准备充分后正式开始安装工作,主要是要注意接口位置,一是要保证其严密性,避免管口错位,管道高低不平,或是对接不紧密出现缝隙,导致管道堵塞或是使用过程中出现渗漏;二是要检查好管道质量,避免使用质量有瑕疵的管材,并清理干净管道内部;三是要保证接口处的强度,防止接口处开裂。此外待管道安装固定后,需要用水泥砂浆进行抹带处理,控制好砂浆的强度、和易性等指标。

(4)其他施工要点。①检查井与截门井砌筑施工。要严格使用砌筑材料,规范进行砌筑操作,保证管井收口表面平整,防止出现缝隙等质量问题。②闭水试验。非金属管道要充实浸泡24h后进行,封堵所有的管口、气孔等可出水位置,将试验管段灌满水,进行渗水观测,记录试验水位及时间,计算渗水量。若管道气密性不满足要求,要根据实际情况进行处理;若试验合格,要沿管廊的顶部以及四周进行回填施工;若是地下水地区的管廊,则在养护后立即回填,由顶部到四周依次回填覆盖。当填筑材料质检和试验合格后,管底基础至管顶以上0.5m范围内由人工回填,超出部分机械分层回填,每层不超过30cm,从管道两侧同时回填并夯实,确保每层回填夯实质量合格,且不影响已安装好的管道。

3 结束语

随着城市的不断发展,新增管网和市政管网改造项目不断增多,管廊建设进程也不断加快,将各水电燃气等线路集中在综合管廊内,可以有效提高城市空间利用率,且混凝土构建而成的综合管廊防腐蚀、抗灾能力更强,提高地下管网的防护能力,因此当前各城市都在积极推广综合管廊建设方式,并持续不断地改进管廊和管网施工技术,通过各种合理的技术创新完善市政管廊和管网工程。在掌握其施工技术要点的情况下进行严格规范施工,可以提高城市管廊和管网质量,推进我国城市的现代化发展进程。

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